Топ-10 термостойких материалов для 3D-печати: выбор лучшего для высокотемпературных применений

Одна из желанных характеристик 3D-печати — способность производить полностью функциональные детали для множества применений в разных отраслях и условиях. Часто детали используются в высокотемпературных условиях. Для работы в таких средах нужны термостойкие материалы. Статья охватывает лучшие термостойкие материалы для 3D-печати для высокотемпературных применений.

Лучшие термостойкие материалы для 3D

Акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS)

ABS выдерживает до 100°C. Температура деформации под нагрузкой 88–89°C, температура плавления ~200°C. Известен зыбкостью и ударной прочностью — для деталей под высокими нагрузками. Температура витревания ~105°C, высокая устойчивость к водным растворам фосфорной и соляной кислот.

• Технология: FDM
• Ключевые свойства: Химическая стойкость, ударная прочность
• Применения: Дренажные/сточные трубы, ингаляторы, корпуса электроники

ULTEM 1010

Самая высокая термостойкость, химическая стойкость и разрывная прочность среди FDM-термопластов. Есть в прозрачном, непрозрачном и стекловолокнистых градах. Применяется для кастомных инструментов для металла/пластика, медицинских инструментов, термостойких матриц. Высокопроизводительный полиэтеримид: точка плавления 340°C, температура витревания 216°C. Наименьший коэффициент термического расширения. Сертификаты контакта с пищей и биосовместимости — идеален для пищевой отрасли.

• Технология: FDM
• Ключевые свойства: Отличная термостойкость, разрывная прочность, низкий КТР
• Применения: Медицинские инструменты, термостойкие матрицы

CE 221 (Цианатный эфир)

Высокая термостойкость и жесткость. Благодаря высокой температуре деформации под нагрузкой применяется в применениях с высокими тепловыми требованиями. Долгосрочная термическая стабильность: температура витревания ~225°C, температура деформации под нагрузкой 231°C. Выдерживает высокое давление, дает высокую точность поверхности.

• Технологии: Carbon DLS
• Ключевые свойства: Термическая стабильность, жесткость, устойчивость к давлению
• Применения: Промышленные изделия, компоненты электронной сборки, гидравлические коллекторы

ULTEM 9085

Высокое соотношение прочность/вес, высокая ударная прочность, хорошая термостойкость. Высокогорючестойкий. Для прототипов и инструментов в авиации и автопроме. Температура витревания 186°C, деформации под нагрузкой 153°C. С превосходной механической прочностью и легкостью подходит для конечных деталей.

• Технология: FDM
• Ключевые свойства: Горючестойкость, ударная прочность
• Применения: Обустройства, приспособления, композитные формы

Поликарбонат (PC)

Точка кристаллического плавления 230–260°C, температура витревания 147°C. Твердый, аморфный, высокая ударная прочность, стабильность, хорошие электрические свойства. Широкий температурный диапазон, температура деформации под нагрузкой 140°C. Широко для касок безопасности, линз фар, пуленепробиваемых стекол.

• Технология: FDM
• Ключевые свойства: Прозрачность, гибкость
• Применения: Пластиковые линзы очков, защитная экипировка, автокомпоненты

PEEK

Отличная стойкость к агрессивным химикатам, высокая механическая прочность, размерная стабильность. Температура плавления 343°C, витревания 143°C. Сохраняет жесткость при высоких температурах, непрерывное применение до 170°C. Авиация, нефть/газ, полупроводники.

• Технология: FDM
• Ключевые свойства: Химическая стойкость, хорошая жесткость, устойчивость к пару и воде
• Применения: Компоненты полупроводников, клапаны/насосы, пищевое оборудование

PC-подобный термостойкий полупрозрачный / Accura 48

Высокотемпературный материал для деталей, требующих высокой прочности и жесткости. Для прототипов электронных и световых компонентов. Дает улучшенные детали. При давлении 0.46 МПа температура деформации под нагрузкой 70–85°C. С термической пост-курировкой до ~135°C.

• Технология: SLA
• Ключевые свойства: Термостойкость, высокая прочность, жесткость
• Применения: Электронные и световые компоненты

Алюминий AlSi10Mg

Отличная прочность при высоких температурах (~200°C). Хорошая коррозионная стойкость, легко полируется. Хорошая обрабатываемость и термостойкость, точка плавления 670°C. Усталостная прочность 110 Н/мм². Характеристики позволяют сложные геометрии, применяется в деталях транспорта, станков, авиации. Разрывная прочность 450 МПа при комнатной температуре.

• Технология: DMLS
• Ключевые свойства: Легкий, напряжениестойкий
• Применения: Двигатели, моторы

Нержавеющая сталь 316L / 1.4404

Непрерывная работа до 550°C. Низкое углерод, хром-никель-молибден, точка плавления 1400°C. Отличная коррозионная стойкость и стабильность к хлорсодержащим средам и неокисляющим кислотам. Коррозионная стойкость и вязкость делают идеальным для авиации, медицины, автопрома.

• Технология: DMLS
• Ключевые свойства: Коррозионная стойкость, вязкость
• Применения: Лабораторное оборудование, теплообменники, гайки/болты

Инконель 718 (Никель-хромовый суперсплав)

Никель-хромовый высокопрочный суперсплав. Устойчив к коррозии, экстремальному давлению и температурам до 700°C. Плавление ~1400°C. Разрывная прочность 1035 МПа. Жесткий, хорошая обрабатываемость твердым режущим инструментом. Широко в машиностроении, военной технике, авиации.

• Технология: DMLS
• Ключевые свойства: Коррозионная стойкость, жесткость, механическая прочность
• Применения: Детали газотурбинных двигателей, корпуса компрессоров, держатели матриц

Свойства термостойких материалов для 3D

Сравнение точки плавления, температуры витревания и разрывной прочности 10 лучших материалов:

Материал	Т. плавления	Т. витревания	Разрывная прочность
ABS	200°C	105°C	42.5 – 44.8 МПа
ULTEM 1010	340°C	216°C	105 МПа
CE 221	—	225°C	92 МПа
ULTEM 9085	—	186°C	71.6 МПа
PC	230 – 260°C	147°C	60 МПа
PEEK	343°C	143°C	110 МПа
Алюминий AlSi10Mg	670°C	—	450 МПа
Нержавейка 316L	1,400°C	—	520 – 690 МПа
Инконель 718	1,370 – 1,430°C	—	965 МПа
PC-подобный термостойкий	Темп. деф. после терм. пост-кур. 170–250°C	Т. витревания УФ+терм. пост-кур. 122°C	50 МПа

Сравнение стоимости термостойких материалов

Сравним стоимость трех смол на движке котировок Xometry для CAD-модели:

Материал	Технология	Цена 1 шт.	Цена за шт. при 10	Цена за шт. при 100
ABS	FDM	€ 9.13	€ 6.34	€ 2.57
ULTEM 1010	FDM	€ 50.03	€ 35.80	€ 34.61
CE 221	Carbon DLS	€ 645.21	€ 171.58	По запросу
ULTEM 9085	FDM	€ 53.20	€ 23.83	€ 13.66
PC	FDM	€ 34.45	€ 25.89	€ 25.03
PEEK	FDM	€ 88.42	€ 64.65	€ 47.12
PC-подобный термостойкий	SLA	€ 72.87	€ 21.64	€ 18.03
Алюминий AlSi10Mg	DMLS	€ 174.76	€ 89.19	€ 87.80
Нержавейка 316L	DMLS	€ 387.12	€ 294.83	По запросу
Инконель 718	DMLS	€ 487.77	€ 333.16	По запросу

Заключение

Xometry Europe предлагает быструю, надежную и высокоточную 3D-печать онлайн с этими технологиями и термостойкими материалами. Через движок мгновенных котировок и сеть 2000+ производителей обеспечиваем бесшовный процесс от котировки до доставки.